控制体温的奇异动物

Source: Ars Technica

介绍

一些生物能够显著改变体内温度，并且能够在风暴、洪水和捕食者面前存活更久。

![图片：可食用的睡鼠]
来源：DeAgostini / Getty Images

极端高温的早期实验

1774年，英国医师‑科学家 Charles Blagden 收到一位同行医师的一个不同寻常的邀请：在一个更热的密闭小房间里待一段时间，他写道，“than it was formerly thought any living creature could bear.”

Blagden 对这次自我实验的机会感到兴奋。当房间温度逼近 200 °F (≈ 93 °C) 时，他惊讶地发现自己的体温仍保持在 98 °F (≈ 37 °C)。

Homeothermy vs. Heterothermy

今天，能够维持稳定体温的能力——称为 homeothermy——已知在无数哺乳动物和鸟类中存在。然而，也有显著的例外。fat‑tailed dwarf lemur 能在单日内将体温波动近 45 °F（25 °C）。

越来越多的研究表明，更多动物采用 heterothermy，在数分钟、数小时或数周内改变体温。这种灵活性可能帮助它们在各种危险中存活。

“因为我们是恒温动物，所以我们假设所有哺乳动物的运作方式都和我们一样，”来自缅因大学的哺乳动物生态生理学家 Danielle Levesque 说。“但近年来，随着技术的进步使研究人员能够更容易地在野外追踪小型动物及其代谢，我们开始发现更多的奇异现象。”

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冬眠与低温休眠

最极端且最为人所知的异温性形式是经典冬眠（见 Knowable Magazine, 2022）。动物会进入长期的深度低温休眠，减慢新陈代谢，使体温降至略高于冰点。

冬眠只是一个光谱的一个端点。许多哺乳动物可以进行较短的浅层低温休眠，其特征是代谢率和体温的降低幅度较小，这表明低温休眠的功能比先前认识的更为广泛。

“这非常复杂，”澳大利亚新英格兰大学的比较生理学家 Fritz Geiser 说。 “它比恒温性更有趣。”

蝙蝠的低温休眠

澳大利亚东部长耳蝙蝠会根据每日天气变化调整低温休眠的使用。蝙蝠生物学家 Mari Aas Fjelldal 用微型发射器测量了 37 只自由活动的蝙蝠的皮肤温度。

• 当天气寒冷时，蝙蝠在低温休眠中的时间更长。
• 随着降雨和风速的增加，它们 更频繁地进入低温休眠，因为风雨会使飞行能量需求大增并降低昆虫的可获得性。

有报告称 怀孕的灰色蝙蝠在不可预测的春季风暴中进入低温休眠，从而有效地暂停妊娠。

“这意味着它们在一定程度上实际上可以决定何时分娩，”Fjelldal 说，“这在你生活的环境在春季可能相当严酷时非常有用。”

Other Species Using Torpor

• Sugar gliders 很少进入冬眠状态，但在重大天气紧急情况下会出现。 在1级气旋（≈100 km h⁻¹ 风速，9.5 cm 降雨）期间，许多个体进入冬眠，使体温从 94.1 °F（34.5 °C）降至约 66 °F（19 °C）(Geiser et al., Scientific Reports)。
• golden spiny mouse 在实验室意外洪水后出现了多日的冬眠期，体温降至约 75 °F（24 °C）(Flood‑induced multiday torpor in golden spiny mice)。
• edible dormouse 在初夏进入长时间的冬眠，以避免夜间猫头鹰捕食 (Spring torpor study)。
• Fjelldal’s 蝙蝠也会根据月相调节冬眠，在月亮更圆、对捕食者更显眼时花更多时间保持冬眠状态 (Moon‑phase torpor study)。
• fat‑tailed dunnart，一种肉食性有袋动物，在高风险（低掩蔽）环境中表现出更为可变的体温并减少觅食 (Study)。

异温性与气候适应

Levesque指出，即使是小幅温度变化也能节约水和能量。在炎热天气中，蒸发冷却会迅速使小型哺乳动物脱水，使得休眠成为一种有价值的策略。

• 马达加斯加叶鼻蝙蝠 使用持续几分钟到几小时的短暂休眠，代谢率降低至正常的<25 % ，体温可升至 109.2 °F (42.9 °C) (Source).
• 环尾负鼠 在模拟热浪期间体温升高约3 °C (5.4 °F)，估计每小时节约约10 g水分 (Source).

生理生态学家 Liam McGuire（滑铁卢大学）强调，异温性为应对环境变异提供缓冲，尽管它可能不足以完全抵消快速的气候变化。

历史视角

Blagden 对人类在极端高温下仍能保持稳定体温，甚至“产生寒冷”的能力感到惊叹。现代研究现在认识到，灵活的体温调节是许多哺乳动物生存的关键。

This story originally appeared at Knowable Magazine.

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